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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung für ein Dämpfersystem eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Gleitfläche, welche zum dämpfenden Anliegen an einem Trum eingerichtet ist; und
- - eine Lageraufnahme, welche auf einer Halteeinrichtung eines Getriebegehäuses eines Umschlingungsgetriebes für ein Ausrichten der Gleitfläche abhängig von der Ausrichtung des zu dämpfenden Trums schwenkbar um eine Axialrichtung eingerichtet ist, sodass die Gleitfläche eine Laufrichtung für das zu dämpfende Trum lotrecht zu einer Transversalrichtung definiert,
wobei die Lageraufnahme eine vordere Anlagefläche und eine hintere Anlagefläche zum Anliegen an der Halteeinrichtung umfasst,
wobei die Dämpfervorrichtung eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte aufweist. Die Dämpfervorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Anlagefläche einzig von der ersten Schienenhälfte und/oder die hintere Anlagefläche einzig von der zweiten Schienenhälfte umfasst sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Halteeinrichtung für ein Dämpfersystem eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes, ein Dämpfersystem mit einer solchen Halteeinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Umschlingungsgetriebes, sowie ein Umschlingungsgetriebe mit einem solchen Dämpfersystem für einen Antriebsstrang.
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Ein Umschlingungsgetriebe, auch als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe oder als CVT (engl.: continuous variable transmission) bezeichnet, für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest ein auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein auf einer zweiten Welle angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar sowie ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel. Ein Kegelscheibenpaar umfasst zwei Kegelscheiben, welche mit korrespondierenden Kegelflächen aufeinander zu ausgerichtet sind und relativ zueinander axial bewegbar sind. Ein solches Umschlingungsgetriebe umfasst regelmäßig zumindest ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar mit jeweils einer entlang der Wellenachse verlagerbaren ersten Kegelscheibe, auch als Losscheibe oder Wegscheibe bezeichnet, und einer in Richtung der Wellenachse feststehenden zweiten Kegelscheibe, auch als Festscheibe bezeichnet, wobei das zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehene Umschlingungsmittel infolge einer relativen Axialbewegung zwischen der Losscheibe und der Festscheibe infolge der Kegelflächen auf einem veränderbaren Wirkkreis abläuft. Dadurch ist eine unterschiedliche Drehzahlübersetzung und Drehmomentübersetzung von einem Kegelscheibenpaar auf das andere Kegelscheibenpaar stufenlos einstellbar.
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Solche Umschlingungsgetriebe sind seit langem, beispielsweise aus der
DE 100 17 005 A1 oder der
WO 2014/012 741 A1 , bekannt. Im Betrieb des Umschlingungsgetriebes wird das Umschlingungsmittel mittels der relativen Axialbewegung der Kegelscheiben also an den Kegelscheibenpaaren zwischen einer inneren Position (kleiner Wirkkreis) und einer äußeren Position (großer Wirkkreis) in einer radialen Richtung verlagert. Das Umschlingungsmittel bildet zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren zwei Trume, wobei (je nach der Konfiguration und nach der Rotationsrichtung der Kegelscheibenpaare) eines der Trume ein Lasttrum und das andere Trum ein Leertrum, beziehungsweise ein Lasttrum und ein Leertrum bilden.
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Bei solchen Umschlingungsgetrieben ist im Freiraum zwischen den Kegelscheibenpaaren zumindest eine schwenkbar auf einer Halteeinrichtung gelagerte Dämpfervorrichtung vorgesehen. Eine solche Dämpfervorrichtung ist an dem Lasttrum und/oder an dem Leertrum des Umschlingungsmittels anordenbar und dient zur Führung und damit zur Einschränkung von Schwingungen des Umschlingungsmittels. Es hat sich gezeigt, dass eine verbesserte akustische Wirksamkeit erzielbar ist, wenn die Dämpfervorrichtung im Betrieb mittels des geführten Trums bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses mitgenommen wird. Daraus folgt, dass die Dämpfervorrichtung auf ihrer Halteeinrichtung axial bewegbar gelagert ist.
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Aufgrund von vorbestimmten Lagen der Trume beziehungsweise der Kegelscheibenpaare, also beispielsweise während eines Underdrives beziehungsweise Overdrives, erfolgt eine zusätzliche und/oder erhöhte Wärmeabgabe innerhalb des Umschlingungsgetriebes an vorbestimmten Bereichen, sodass im Betrieb neben den mechanischen Lasten, zusätzlich thermische Lasten auftreten. Diese zusätzlichen Lasten sind zu jedem Betriebszeitpunkt zu unterbinden, sodass die vorbestimmte Lebensdauer eingehalten werden kann. In konventionellen Umschlingungsgetrieben erfolgt eine Kühlung des Umschlingungsgetriebes mittels eines flüssigen Betriebsmittels, welches beispielsweise kontinuierlich eingebracht wird.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung für ein Dämpfersystem eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Gleitfläche, welche zum dämpfenden Anliegen an einem Trum eines Umschlingungsmittels eingerichtet ist; und
- - eine Lageraufnahme, welche auf einer Halteeinrichtung eines Getriebegehäuses eines Umschlingungsgetriebes für ein Ausrichten der Gleitfläche abhängig von der Ausrichtung des zu dämpfenden Trums schwenkbar um eine Axialrichtung eingerichtet ist, sodass die Gleitfläche eine Laufrichtung für das zu dämpfende Trum lotrecht zu einer Transversalrichtung definiert,
wobei die Lageraufnahme eine vordere Anlagefläche und eine hintere Anlagefläche zum Anliegen an der Halteeinrichtung umfasst,
wobei die Dämpfervorrichtung eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte aufweist.
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Die Dämpfervorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Anlagefläche einzig von der ersten Schienenhälfte und/oder die hintere Anlagefläche einzig von der zweiten Schienenhälfte umfasst sind.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Laufrichtung (auch als longitudinale Richtung bezeichnet) Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die dazu lotrechten und daher ein kartesisches Koordinatensystem aufspannenden Transversalrichtung und Axialrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. Wird hier von der Laufrichtung, der Axialrichtung und der Transversalrichtung gesprochen, so ist sowohl die positive als auch die negative Richtung in dem aufgespannten Koordinatensystem gemeint. Weiterhin wird auf das Umschlingungsmittel Bezug genommen, welches im montierten Zustand einen Umschlingungskreis um die eingestellten Wirkkreise der beiden Kegelscheibenpaare eines Umschlingungsgetriebes bildet, und bezogen auf den Umschlingungskreis wird von innerhalb gesprochen, also von dem Umschlingungsmittel in der (gedachten) Ebene des Umschlingungskreises eingeschlossen, und von außerhalb gesprochen und entsprechende Begriffe verwendet. Die Bezeichnungen links und rechts beziehen sich auf die Seiten zu der Laufrichtung in einer parallelen Ebene zu der Schwenkachse, sind beliebig gewählt (austauschbar) und dienen rein der Vereinfachung der Erläuterungen. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder.
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Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Die Dämpfervorrichtung ist gemäß dem Stand der Technik zum Dämpfen eines Umschlingungsmittels, beispielsweise einer Gliederkette oder eines Riemens, eines Umschlingungsgetriebes mit zwei Kegelscheibenpaaren eingerichtet. Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise als Zugmittel oder als Schubgliederband ausgeführt. Das heißt die Dämpfervorrichtung ist für eines der beiden Trume des Umschlingungsmittels eingerichtet, beispielsweise bei einer Konfiguration als Zugmitteltrieb für das Zugtrum, welches das Lasttrum bildet. Alternativ ist das Leertrum oder sind beide Trume jeweils mittels einer solchen Dämpfervorrichtung geführt. Wird hier vom Führen des Trums gesprochen, so ist damit zugleich das Dämpfen des Trums gemeint, weil das Umschlingungsmittel das in Laufrichtung vorgelagerte Kegelscheibenpaar beim Übergang in das Trum in einer von der idealen Tangentialrichtung der eingestellten Wirkkreise der beiden Kegelscheibenpaare abweichend nach transversal außen beschleunigt wird. Daraus resultieren Wellenschwingungen, welche den Wirkungsgrad beeinträchtigen und zu einer Geräuschemission führen. Beispielsweise treten (spannungsabhängig) Schwingungsfrequenzen des zu führenden Trums bis etwa 800 Hz [achthundert Hertz] im Umschlingungsgetriebe auf und sind akustisch relevant.
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In einer Ausführungsform ist die Dämpfervorrichtung als ein Gleitschuh beziehungsweise eine Gleitführung (einseitige, meist innenseitige Anlage an dem Trum) eingesetzt. Alternativ ist die Dämpfervorrichtung als eine Gleitschiene ausgeführt. Zum Führen beziehungsweise Dämpfen weist eine solche Gleitschiene zwei zueinander transversal-antagonistisch ausgerichtete Gleitflächen auf, von welchen zum Anliegen an dem zu führenden Trum im Betrieb die innere Gleitfläche von transversal-innen und die äußere Gleitfläche von transversal-außen eingerichtet ist. Eine Gleitfläche liegt im Betrieb dauerhaft oder abhängig von einem Schwingungszustand an dem zu führenden Trum an. Die Gleitfläche bildet damit eine sich in Laufrichtung erstreckende Auflagefläche, welche der transversalausgerichteten Amplitude der Wellenschwingungen des zu dämpfenden Trums entgegenwirkt.
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Die Dämpfervorrichtung umfasst eine Lageraufnahme, wobei die Lageraufnahme auf einer Halteeinrichtung positioniert ist. Die Halteeinrichtung ist von einem Getriebegehäuse eines Umschlingungsgetriebes umfasst. In einer Ausführungsform ist die Halteeinrichtung einstückig mit dem Getriebegehäuse gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halteeinrichtung separat von dem Getriebegehäuse gebildet und fest oder gelenkig mit dem Getriebegehäuse verbunden. Diese Lageraufnahme ist auf einer von einer Halteeinrichtung gebildeten axial ausgerichteten Schwenkachse, beispielsweise auf eingangs erläuterte Weise, schwenkbar gelagert.
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Die Lageraufnahme der Dämpfervorrichtung ist im Zusammenspiel mit der Halteeinrichtung dabei derart eingerichtet, dass diese ein (passives) Ausrichten der Gleitfläche der Dämpfervorrichtung zu der jeweiligen Ausrichtung des zu dämpfenden Trums ermöglicht. Die Dämpfervorrichtung ist also mittels der Lageraufnahme im Zusammenspiel mit der Halteeinrichtung (dem zu dämpfenden Trum folgend) um die Axialrichtung schwenkbar. Die Gleitfläche definiert die Laufrichtung für das zu dämpfende Trum lotrecht zu der Transversalrichtung. Die Laufrichtung, Transversalrichtung und Axialrichtung spannen somit ein (im Betrieb mitbewegtes) kartesisches Koordinatensystem auf. In einigen Anwendungen ist die Dämpfervorrichtung zudem transversal bewegbar, sodass die Dämpfervorrichtung einer (steileren Oval-) Kurve folgt, welche von einer Kreisbahn um die Schwenkachse abweicht. Die Schwenkachse bildet also das Zentrum eines (zweidimensionalen) Polarkoordinatensystems, wobei die (reine) Schwenkbewegung also der Änderung des Polarwinkels und die Transversalbewegung der Änderung des Polarradius entspricht. Diese die Schwenkbewegung überlagernde, also superponierte, translatorische Bewegung wird im Folgenden der Übersichtlichkeit halber außer Acht gelassen und unter dem Begriff Schwenkbewegung zusammengefasst. Die Schwenkachse ist quer zu der Laufrichtung des Umschlingungsmittels, also axial, ausgerichtet. Damit ist sichergestellt, dass beim Verstellen der Wirkkreise des Umschlingungsgetriebes die Dämpfervorrichtung der daraus resultierenden neuen (tangentialen) Ausrichtung des Umschlingungsmittels geführt folgen kann. Es ist zwar angestrebt, dass die Laufrichtung die ideal kürzeste Verbindung zwischen den anliegenden Wirkkreisen der beiden Kegelscheibenpaare bildet, aber im dynamischen Betrieb kann die Ausrichtung des jeweiligen Trums kurzfristig oder dauerhaft von dieser ideal kürzesten Verbindung abweichen.
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Die Lageraufnahme ist dabei derart ausgeführt, dass eine vordere Anlagefläche und eine hintere Anlagefläche zum Anliegen an der Halteeinrichtung umfasst ist. Die Anlageflächen sind jeweils von zumindest einem Element der Dämpfervorrichtung (beispielsweise von zumindest einem Zapfen als einer Auskragung in Transversalrichtung) gebildet und derart positioniert, dass die Anlageflächen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Daher sind die Anlageflächen hier als vordere und hintere Anlageflächen bezeichnet, wobei vorne und hinten hier in Laufrichtung definiert sind. Die Anlageflächen sind somit mit einer flächigen Ausdehnung quer zu der Laufrichtung ausgeführt.
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Bei dieser Ausführungsform ist nun vorgeschlagen, dass die Dämpfervorrichtung eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte aufweist, wobei bevorzugt eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die beiden Schienenhälften axial und in Laufrichtung zueinander gesichert sind. Die Dämpfervorrichtung ist also mehrteilig ausgeführt, bevorzugt zweiteilig, wobei (bevorzugt ausschließlich) eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte vorgesehen sind. Die zumindest eine Gleitfläche setzt sich bevorzugt aus Teilflächen der Schienenhälften zusammen. Bei einer mehrteiligen Ausführungsform sind die beiden Schienenhälften bevorzugt separat voneinander hergestellt. Diese beiden separaten Schienenhälften sind mittels einer Verbindungseinrichtung miteinander axial und in Laufrichtung gesichert. In einer häufigen Ausführungsform sind dazu Bajonett-Haken vorgesehen.
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Die Schienenhälften der Dämpfervorrichtung sind bevorzugt jeweils vollständig einstückig gebildet, besonders bevorzugt mittels Spritzgießen, beispielsweise aus einem Polyamid [PA], bevorzugt PA46.
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Es ist hier vorgeschlagen, dass die vordere Anlagefläche einzig von der ersten Schienenhälfte umfasst ist und/oder die hintere Anlagefläche einzig von der zweiten Schienenhälfte umfasst ist. Beispielsweise ist eine (einzige) vordere Anlagefläche von der ersten Schienenhälfte und eine (einzige) hintere Anlagefläche von der zweiten Schienenhälfte gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Anlagefläche nicht zwangsläufig eine einstückig zusammenhängende Fläche ist, sondern von beispielsweise einer Mehrzahl von (separaten) Elementen gebildet ist. Bei vorbekannten Dämpfervorrichtungen sind bei einer Auslasseinrichtung in der Halteeinrichtung vier einzelne Zapfen zum Ausbilden der vorderen Anlagefläche und der hinteren Anlagefläche vorgesehen, welche in Axialrichtung links und rechts der Öffnung der Auslasseinrichtung angeordnet sind. Bei einer axial mitgenommenen Dämpfervorrichtung kommt es hierbei zumindest in einer Extremlage zu einer Überdeckung zwischen einem der Zapfen und der Öffnung und/oder zu einer Beschränkung der Extremlagen. Infolge der Reduzierung der Anlageflächen vorne und/oder hinten auf eine einzige der beiden Schienenhälften ist die Anordnung der Öffnung der Auslasseinrichtung freier wählbar. Damit ist zumindest auf der Seite (vorne oder hinten) mit einer einzigen Schienenhälfte mit Anlagefläche eine größere axiale Weglänge für die Bewegung der Dämpfervorrichtung erzielbar
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass zumindest eine der Anlageflächen in Axialrichtung mit der jeweils anderen Schienenhälfte überlappend gebildet ist.
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Für eine Anordnung der Anlagefläche einer Schienenhälfte möglichst weit bei der jeweils anderen Schienenhälfte und/oder mit einer axial möglichst breiten Ausdehnung ist die betreffende Anlagefläche axial überlappend, also axial in den Bereich der jeweils anderen Schienenhälfte hineinragend, ausgeführt. Damit erstreckt sich diese Anlagefläche über die Verbindungsebene der beiden Schienenhälften axial hinaus oder ist einzig im Bereich der jeweils anderen Schienenhälfte angeordnet.
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Die Dämpfervorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Anlagefläche und/oder die hintere Anlagefläche von jeweils einem einzigen Zapfen gebildet sind.
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Die hier vorgeschlagene Dämpfervorrichtung und ihre Ausführungsformen sind ohne Ausschluss der Allgemeinheit rein der Übersichtlichkeit halber weitestgehend mit der in der obigen Beschreibung der Dämpfervorrichtung identisch, sodass insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Dämpfervorrichtung hier jedoch nicht zwangsläufig zweiteilig ausgeführt ist. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die Dämpfervorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung gebildet ist.
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Hier ist nun vorgeschlagen, dass jede Anlagefläche von jeweils einem Zapfen gebildet ist, sodass in einer Ausführungsform die vordere Anlagefläche von dem ersten Zapfen und die hintere Anlagefläche von dem zweiten Zapfen gebildet ist. Dabei sind die Zapfen von der Lageraufnahme der Dämpfervorrichtung umfasst und weisen eine Erstreckung in Transversalrichtung auf. Die jeweilige Anlagefläche erstreckt sich auf jener Seite des Zapfens, welche im Einsatz der Lagerabschnitt zugewandt ist, wobei die Anlagefläche relativ zu dem Lagerabschnitt bewegbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest einer (bevorzugt beide) der Zapfen einstückig mit der Lageraufnahme beziehungsweise der Dämpfervorrichtung gebildet. Beispielsweise ist ein solcher Zapfen mitsamt den Anlageflächen zusammen mit der Dämpfervorrichtung in einer gemeinsamen Matrize, bevorzugt mittels Spritzgießen gefertigt. Die Zapfen sind in der Dämpfervorrichtung bevorzugt entlang der Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet. Bevorzugt sind die Zapfen entlang der Axialrichtung voneinander beabstandet.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die Zapfen mit den jeweiligen Anlageflächen derart angeordnet, dass diese in Laufrichtung in einer Flucht stehen und entlang der Axialrichtung mittig in Bezug auf die Gleitfläche oder außermittig an der Lageraufnahme positioniert sind. Die beiden Zapfen sind dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass die Anlagefläche im Betrieb an der Halteeinrichtung anliegen. Die Dämpfervorrichtung weist somit exakt zwei Zapfen auf, von denen einer im Betrieb in der Laufrichtung vor der Halteeinrichtung und der andere hinter der Halteeinrichtung angeordnet ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die Dämpfervorrichtung eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte aufweist,
wobei eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die beiden Schienenhälften axial und in Laufrichtung zueinander gesichert sind,
wobei bevorzugt die erste Schienenhälfte und die zweite Schienenhälfte baugleich, besonders bevorzugt identisch, gebildet sind.
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Eine solche Dämpfervorrichtung ist mehrteilig ausgeführt, bevorzugt zweiteilig, wobei (bevorzugt ausschließlich) eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte vorgesehen sind. Bei einer solchen Ausführungsform sind die beiden Schienenhälften bevorzugt separat voneinander hergestellt. Diese beiden separaten Schienenhälften sind mittels einer Verbindungseinrichtung miteinander axial und in Laufrichtung gesichert. In einer Ausführungsform ist/sind dazu ein oder mehrere Haltemittel an zumindest einer (bevorzugt beiden) der Schienenhälften vorgesehen, die die Verbindungseinrichtung bilden. Bevorzugt weist jede Schienenhälfte je ein erstes Haltemittel (zum Beispiel eine Bajonett-Haken) und ein zu dem ersten Haltemittel der jeweils anderen Schienenhälfte korrespondierendes zweites Haltemittel (zum Beispiel eine Hakenaufnahme) auf.
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Die Schienenhälften der Dämpfervorrichtung sind bevorzugt jeweils vollständig einstückig gebildet, besonders bevorzugt mittels Spritzgießen, beispielsweise aus einem Polyamid [PA], bevorzugt PA46.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei baugleiche Schienenhälften vorgesehen. Zum Beispiel sind solche Schienenhälften bei einer Montage axial von beiden Seiten auf das zu dämpfende Trum aufführbar, beziehungsweise eine Schienenhälfte ist bereits montiert und die andere ist axial von der gegenüberliegenden Seite des Trums aufführbar. Bevorzugt wird dabei (wegen Baugleichheit der Schienenhälften jeweils) ein Bajonetthaken in eine korrespondierende Hakenaufnahme der jeweils anderen Schienenhälfte geführt. Bevorzugt sind die beiden Schienenhälften insgesamt baugleich, also identisch ausgebildet, sodass diese mit einem immer gleichen Fertigungsverfahren, beim Spritzgießen mittels eines einzigen Spritzgusswerkzeugs, herstellbar sind. Damit werden Fertigungskosten reduziert und es besteht keine Verwechslungsgefahr bei der Montage. Die zumindest eine Gleitfläche setzt sich aus Teilflächen der Schienenhälften zusammen, welche jeweils von einer der beiden Schienenhälften ausgebildet sind.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass am freien Ende der Lageraufnahme ein Haken zur Verliersicherung für die Dämpfervorrichtung gebildet ist,
wobei bevorzugt bei jeder Anlagefläche ein solcher Haken vorgesehen ist, und besonders bevorzugt die Haken in Laufrichtung überlappend gebildet sind.
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Die Lageraufnahme weist in dieser Ausführungsform im Bereich der Anlageflächen zumindest ein freies Ende (bevorzugt ein freies Ende je Anlagefläche) auf. An dem freien Ende ist ein Haken dadurch ausgebildet, dass eine der Anlageflächen und das freie Ende ausbildender Abschnitt der Lageraufnahme von einer im Wesentlichen in der Transversalrichtung verlaufenden Erstreckung in eine im Wesentlichen in der Laufrichtung verlaufende Erstreckung übergeht (wobei im Wesentlichen in diesem Fall bedeutet, dass die Haupterstreckungsrichtung nicht mehr als 15°, bevorzugt nicht mehr als 10° oder 5° von der Transversalrichtung beziehungsweise der Laufrichtung abweicht). Bevorzugt bildet der Haken einen Teil der Anlagefläche auf einer dem von der Dämpfervorrichtung aufgenommen Trum zugewandten Seite aus. Zum Beispiel kann der Haken Teil eines Zapfens sein, wobei der Haken an dem freien Ende des Zapfens ausgebildet ist, indem der Zapfen in Richtung der axialen Mitte der Halteeinrichtung abknickt.
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Der Haken ist derart ausgeführt, dass ein Herausgleiten der Dämpfervorrichtung in Transversalrichtung ausgeschlossen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist an jeder Anlagefläche ein solcher Haken umfasst. Aufgrund der gegenüberliegenden Anordnung der Anlageflächen sind auch die Haken gegenüberliegenden angeordnet, sodass die Funktion der Verliersicherung gegeben ist. Beispielsweise sind die Haken einstückig mit einer Schienenhälfte und/oder mit dem zumindest einen Zapfen gebildet. So ist eine vorbestimmte Steifigkeit der Schienenhälfte darstellbar.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Haken in Laufrichtung überlappend gebildet, sodass die Haken als eine die Halteeinrichtung umschließende Verliersicherung ausgeführt sind. Zum Beispiel ist pro Schienenhälfte eine Anlagefläche von jeweils einem Zapfen gebildet. Die Zapfen sind derart ausgeführt, dass diese neben einer transversalen Erstreckung eine Erstreckung in Laufrichtung aufweisen, also einen Haken ausbilden. Die Haken beziehungsweise Zapfen sind bevorzugt einstückig mit der jeweiligen Schienenhälfte gebildet.
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Auch für diese Ausführungsform gilt, dass bevorzugt beide Schienenhälften insgesamt baugleich, also identisch ausgebildet, sodass diese mit einem immer gleichen Fertigungsverfahren (beispielsweise beim Spritzgießen mittels eines einzigen Spritzgusswerkzeugs) herstellbar sind. Ferner sind auch in dieser Ausführungsform die Anlageflächen beziehungsweise die Zapfen axial versetzt. Eine gleichzeitige axiale Versetzung der Zapfen und eine Überlappung der Anlageflächen in Laufrichtung erlaubt eine vereinfachte Montage der Schienenhälften auf die Halteeinrichtung bei einer gleichzeitigen Verliersicherung der Dämpfervorrichtung in Transversalrichtung.
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Die hier vorgeschlagene Halteeinrichtung ist wie eingangs erläutert dazu eingerichtet, dass eine Dämpfervorrichtung für das Trum eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes derart schwenkbar gelagert ist, dass die Dämpfervorrichtung der Bewegung des zu dämpfenden Trums folgen kann, wenn das Trum bei einer Änderung der Übersetzung geschwenkt wird. Die Halteeinrichtung ist dazu innerhalb eines Getriebegehäuses fixiert angeordnet, sodass das Umschlingungsmittel in Bezug auf das Getriebegehäuse schwenkbar gelagert ist.
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Die Halteeinrichtung umfasst einen Befestigungsabschnitt zum Fixieren der Halteeinrichtung in dem Getriebegehäuse. Der Befestigungsabschnitt umfasst beispielsweise jeweils eine Lasche mit einem Loch für eine Verschraubung mit einer Gehäusewandung des Getriebegehäuses, sodass eine Bewegung der Halteeinrichtung ausgeschlossen ist. In einer Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt einstückig mit einer Getriebewand eines Getriebegehäuses gebildet, sodass keine weitere Verschraubung an einem Ende des Befestigungsabschnitts benötigt ist.
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Weiterhin umfasst die Halteeinrichtung einen Lagerabschnitt mit einer axialen Erstreckung, sodass die Anlageflächen der Dämpfervorrichtung mit dem Lagerabschnitt in Kontakt bringbar sind. Der Lagerabschnitt ist dazu derart eingerichtet, dass eine Dämpfervorrichtung abhängig von der Ausrichtung des zu dämpfenden Trums schwenkbar um die Axialrichtung aufnehmbar ist. Zudem ist die axiale Erstreckung des Lagerabschnitts bevorzugt derart ausgeführt, dass an den beiden Enden des Lagerabschnitts jeweils ein Befestigungsabschnitt angeordnet ist und somit das Getriebegehäuse beziehungsweise ein sogenannter Getriebetopf von dem Lagerabschnitt und den (beiden) Befestigungsabschnitten überspannt ist.
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In einer Ausführungsform umfasst die Halteeinrichtung einen einzigen Lagerabschnitt für eine (einzige) Dämpfervorrichtung und in einer anderen Ausführungsform zwei Lagerabschnitte für jeweils eine (einzige) Dämpfervorrichtung. Ein solcher Lagerabschnitt weist eine (theoretische) Schwenkachse auf, um welche die Dämpfervorrichtung verschwenkbar ist.
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Die Halteeinrichtung ist derart ausgeführt, dass diese eine Auslasseinrichtung umfasst. Die Auslasseinrichtung ist zum Ausgeben eines flüssigen Betriebsmittels in einer Richtung quer zu der Axialrichtung eingerichtet. Die Auslasseinrichtung ist zu einem Anteil von dem Lagerabschnitt umfasst. Das verwendete flüssige Betriebsmittel ist beispielsweise auch in anderen Komponenten eines Antriebsstrangs, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt.
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Die Auslasseinrichtung umfasst dabei zumindest eine Öffnung, sodass beispielsweise mittels einer Zufuhrleitung das flüssige Betriebsmittel in die Halteeinrichtung beziehungsweise Auslasseinrichtung zuführbar ist und mittels der zumindest einen Öffnung in das Getriebegehäuse quer zur Axialrichtung einbringbar ist. Die zumindest eine Öffnung ist beispielsweise als eine Bohrung und/oder ein Zerstäuber ausgeführt. In einer Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Öffnungen von der Auslasseinrichtung umfasst.
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Zudem ist die Öffnung derart in der Halteeinrichtung positioniert, dass die Öffnung im Einsatz in einem Umschlingungsgetriebe außerhalb einer axialen Mitte zwischen den maximalen axialen Lagen des Umschlingungsmittels angeordnet ist. Im Betrieb eines Umschlingungsgetriebes ist das Umschlingungsmittel, abhängig von den Wirkkreisen der Kegelscheibenpaare, in Axialrichtung verschiebbar. Die Dämpfervorrichtung folgt bei einer Verschiebung des Umschlingungsmittels dem Umschlingungsmittel und nimmt durch das Umschlingungsmittel definierte axiale Lagen ein. Die Anlageflächen, welche an der Halteeinrichtung beziehungsweise der Auslasseinrichtung anliegen, beziehungsweise gegebenenfalls die Zapfen sind derart auf der Dämpfervorrichtung angeordnet, dass diese aufgrund der oben beschriebenen Positionierung der Öffnung diese nicht oder nur in vorbestimmten Lagen des Umschlingungsmittels verdecken.
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Hier ist nun vorgeschlagen, dass die Auslasseinrichtung zumindest zwei Öffnungen umfasst, wobei nach vorne eine vordere Öffnung und nach hinten eine hintere Öffnung in Laufrichtung auf der Auslasseinrichtung angeordnet sind. Die Auslasseinrichtung ist derart angeordnet, dass die Öffnungen in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die vordere Öffnung und die hintere Öffnung frei von einer Flucht oder einer durchgängigen Bohrung in Laufrichtung sind. Die Öffnungen weisen eine derartige axiale Versetzung auf, dass ein vollständiges Verdecken der Auslasseinrichtung beziehungsweise der Öffnungen mittels der Anlageflächen der Dämpfervorrichtung im Betrieb ausschließbar oder nur in vorbestimmten Lagen des Umschlingungsmittels darstellbar ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Halteeinrichtung vorgeschlagen, dass von der Auslasseinrichtung nach vorne zwei vordere Öffnungen und/oder nach hinten zwei hintere Öffnungen umfasst sind.
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Es sei darauf hingewiesen, dass auch die beiden vorderen Öffnungen und/oder beiden hinteren Öffnungen axial zueinander versetzt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen zwei vordere Öffnungen und/oder zwei hintere Öffnungen, welche in Axialrichtung benachbart in der Auslasseinrichtung ausgeführt sind, unterschiedliche Durchmesser auf. Aufgrund der unterschiedlichen Durchmesservariiert der Druck und/oder das Volumen beim Austritt des flüssigen Betriebsmittels je nach Öffnung. Die Öffnungen sind dabei derart auf der Auslasseinrichtung angeordnet, dass im Betrieb das Umschlingungsgetriebe bei vorbestimmten Lagen des Umschlingungsmittels beziehungsweise der Dämpfervorrichtung mit einem vorbestimmten Wirkungsgrad mit flüssigen Betriebsmittel benetzbar ist.
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In einer Ausführungsform sind die Öffnungen als Steuerungsmittel für eine Steuerung eines Volumenstroms und/oder eines Austrittsdrucks des Betriebsmittels ausgelegt. Dazu ist/sind zum Beispiel eine oder mehrere der Öffnungen in bestimmten Betriebszustände teilweise oder vollständig verdeckbar. Durch eine zumindest teilweise Verdeckung einer Öffnung ist der Volumenstrom durch diese Öffnung reduzierbar und/oder der Austrittsdruck des Betriebsmittels erhöhbar. Gleichzeitig ist durch die zumindest teilweise Verdeckung der Öffnung der Austrittsdruck und/oder der Volumenstrom an zumindest einer anderen Öffnung erhöhbar. Bevorzugt ist eine Öffnung, wenn diese ausgelegt ist, um zumindest teilweise verdeckt zu werden, so in der Halteeinrichtung angeordnet, dass diese im Betrieb bei bestimmten Betriebszuständen von einer Anlagefläche der Lageraufnahme verdeckt ist. Ob und wie sich der Volumenstrom und/oder der Austrittdruck aus der Öffnung durch die teilweise Verdeckung ändert, hängt von der Steuerung der Betriebsmittelzufuhr ab. Die Steuerung ist beispielsweise eine Betriebsmittelsteuerung der Dämpfervorrichtung, eines Dämpfersystems, eines Antriebsstrangs und/oder eines Fahrzeugs. Eine solche Betriebsmittelsteuerung ist beispielsweise eine Volumensteuerung oder eine Drucksteuerung, mittels welcher der Druck oder der Volumenstrom des flüssigen Betriebsmittels an einer oder mehreren Stellen steuerbar ist. Beispielsweise ist mittels der Betriebsmittelsteuerung ein Eintrittsdruck oder Eintrittsvolumenstrom des flüssigen Betriebsmittels beim Eintritt in die Auslasseinrichtung steuerbar. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Zufuhr des flüssigen Betriebsmittels volumengesteuert, sodass das Betriebsmittel zum Beispiel mit einem konstanten Volumen in die Auslasseinrichtung einbringbar ist. Liegt ein vorbestimmter Betriebszustand im Umschlingungsgetriebe vor, sodass beispielsweise eine erhöhte Wärmeabgabe des Umschlingungsgetriebes an einer bestimmten Position (zum Beispiel in einem bestimmten Abstand von der Halteeinrichtung und/oder entlang der Axialrichtung) eine erhöhte Menge von Betriebsmittel erfordert, ist ein vorbestimmtes Verdecken zumindest einer Öffnung für das Umschlingungsgetriebe vorteilhaft. Aufgrund des gesteuerten (beispielsweise konstanten) Volumenstroms des flüssigen Betriebsmittels innerhalb der Halteeinrichtung ist mittels einer zumindest teilweisen Verdeckung der Öffnungen eine erhöhte Menge des Betriebsmittels aus den übrigen Öffnungen ausbringbar. Gleichzeitig erhöht sich der Austrittsdruck und somit die Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen Betriebsmittels. Aufgrund der Abgabe einer erhöhten Menge des flüssigen Betriebsmittels an eine bestimmte Position, ist die erhöhte Wärmeabgabe im Umschlingungsgetriebe kompensierbar. In einer alternativen Ausführungsform ist die Zufuhr druckgesteuert, sodass das Betriebsmittel zum Beispiel mit einem konstanten Volumen in die Auslasseinrichtung einbringbar ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Dämpfersystem für ein Umschlingungsmittel eines Umschlingungsgetriebes vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Halteeinrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung; und
- - eine Dämpfervorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
wobei die Dämpfervorrichtung im Einsatz in einem Umschlingungsgetriebe mittels der Halteeinrichtung um die Axialrichtung schwenkbar geführt ist.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Dämpfersystem ist ein Dämpfen und/oder Führen eines Umschlingungsmittels in einem Umschlingungsgetriebe darstellbar. Dabei ist das Umschlingungsgetriebe von einem Getriebegehäuse umschlossen, sodass das Umschlingungsgetriebe von äußeren Einflüssen wie beispielsweise Verschmutzung und/oder Fremdkörpern geschützt ist. Innerhalb des Getriebegehäuses ist eine Halteeinrichtung angeordnet.
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Hier ist die Halteeinrichtung zum schwenkbaren Aufnehmen einer Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, wobei die Halteeinrichtung nach einer der Halteeinrichtungen gemäß einer der obigen Ausführungsform ausgeführt ist. Die Halteeinrichtung ist mittels zumindest einem Befestigungsabschnitt an das Getriebegehäuse fest angebunden, sodass die Halteeinrichtung innerhalb des Getriebegehäuses fixiert ist.
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Die vorgeschlagene Dämpfervorrichtung, welche im Einsatz mittels der Halteeinrichtung um die Axialrichtung schwenkbar gelagert ist, ist gemäß einer der obigen Ausführungsformen ausgeführt. Dabei ist die Dämpfervorrichtung zum Führen und/oder Dämpfen des Umschlingungsmittels eingerichtet. Bei einer Änderung der Übersetzung des Umschlingungsgetriebes kommt es neben der umlaufenden Bewegung des Umschlingungsmittels in Laufrichtung auch zu einer Bewegung in Transversalrichtung, sodass als eine resultierende Bewegung die Dämpfervorrichtung mittels der Halteeinrichtung um die Axialrichtung schwenkbar geführt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Kegelscheibenpaar;
- - eine Getriebeausgangswelle mit einem zweiten Kegelscheibenpaar;
- - ein Umschlingungsmittel, mittels welchem das erste Kegelscheibenpaar mit dem zweiten Kegelscheibenpaar drehmomentübertragend verbunden ist; und
- - ein Dämpfersystem nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Dämpfervorrichtung zum Dämpfen des Umschlingungsmittels mit der zumindest einen Gleitfläche an einem Trum des Umschlingungsmittels anliegt.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist ein Drehmoment von einer Getriebeeingangswelle auf eine Getriebeausgangswelle, und umgekehrt, übersetzend beziehungsweise untersetzend übertragbar, wobei die Übertragung zumindest bereichsweise stufenlos einstellbar ist. Ein Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise ein sogenanntes CVT mit einem Zugmittel oder mit einem Schubgliederband. Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise eine vielgliedrige Kette. Das Umschlingungsmittel wird auf Kegelscheibenpaaren jeweils gegenläufig von radial-innen nach radial-außen und umgekehrt verschoben, sodass sich auf einem jeweiligen Kegelscheibenpaar ein veränderter Wirkkreis einstellt. Aus dem Verhältnis der Wirkkreise ergibt sich eine Übersetzung des zu übertragenden Drehmoments. Die beiden Wirkkreise sind mittels eines oberen und eines unteren Trums, nämlich einem Lasttrum, auch Zugtrum beziehungsweise Schubtrum genannt, und einem Leertrum des Umschlingungsmittels miteinander verbunden.
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Im Idealzustand bilden die Trume des Umschlingungsmittels zwischen den beiden Wirkkreisen eine tangentiale Ausrichtung. Diese tangentiale Ausrichtung wird von induzierten Wellenschwingungen überlagert, beispielsweise verursacht durch die endliche Teilung des Umschlingungsmittels sowie infolge des frühzeitigen Verlassens des Wirkkreises bedingt durch die Fluchtbeschleunigung des Umschlingungsmittels.
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Die Dämpfervorrichtung ist eingerichtet, mit ihrer zumindest einen Gleitfläche derart an einer korrespondierenden Anliegefläche eines zu dämpfenden Trums, beispielsweise des Lasttrums, anzuliegen, dass solche Wellenschwingungen unterdrückt oder zumindest gedämpft werden. Weiterhin ist für eine Anwendung auch eine Querführung, also in einer Ebene parallel zum gebildeten Umschlingungskreis des Umschlingungsmittels, einseitig oder beidseitig eine Führfläche vorgesehen. Damit ist dann bei einer Gleitschiene mit äußerer Gleitfläche und innerer Gleitfläche ein Gleitkanal gebildet. Das Trum wird somit in einer Parallelebene zu den Gleitflächen geführt und die Laufrichtung des Trums liegt in dieser Parallelebene. Für eine möglichst gute Dämpfung ist die Gleitfläche möglichst enganliegend an dem Trum des Umschlingungsmittels ausgeführt. Alternativ ist die Dämpfervorrichtung axial fixiert und das geführte Trum relativ dazu (axial) beweglich.
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Damit die Dämpfervorrichtung der Ausrichtung des Trums folgen kann, ist von einer Halteeinrichtung ein Schwenklager gebildet, auf welchem die Dämpfervorrichtung mit ihrer Lageraufnahme aufsitzt und so die Schwenkbewegung nach vorhergehender Beschreibung ausführen kann. Die Dämpfervorrichtung bildet mit der Halteeinrichtung ein Dämpfersystem gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform. Die Komponenten des Umschlingungsgetriebes sind meist von einem Getriebegehäuse eingefasst und/oder gelagert. Beispielsweise ist die Halteeinrichtung (auch Schwenklager genannt) für die Lageraufnahme als Halterohr an dem Getriebegehäuse befestigt und/oder bewegbar gelagert. Die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle erstrecken sich von außerhalb in das Getriebegehäuse hinein und sind bevorzugt mittels Lagern an dem Getriebegehäuse abgestützt. Die Kegelscheibenpaare sind mittels des Getriebegehäuses eingehaust, und bevorzugt bildet das Getriebegehäuse das Widerlager für das axiale Betätigen der bewegbaren Kegelscheiben (Losscheiben). Weiterhin bildet das Getriebegehäuse bevorzugt Anschlüsse zum Befestigen des Umschlingungsgetriebes beispielsweise für die Versorgung mit hydraulischer Flüssigkeit und/oder flüssigen Betriebsmitteln. Das Getriebegehäuse weist dazu eine Vielzahl von Randbedingungen auf und muss in einen vorgegebenen Bauraum passen. Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich eine Innenwandung, welche die Form und Bewegung der Komponenten beschränkt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest eine Antriebsmaschine mit jeweils einer Maschinenwelle, zumindest einen Verbraucher und ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Maschinenwelle zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit, bevorzugt stufenlos, veränderbarer Übersetzung verbindbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebsmaschine, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestelltes und über ihre Maschinenwelle, beispielsgemäß also die Verbrennerwelle und/oder die (elektrische) Rotorwelle, abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil eine große Übersetzungsspreizung auf geringem Raum erreichbar ist, sowie die Antriebsmaschine mit einem kleinen optimalen Drehzahlbereich betreibbar ist. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Vortriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie mittels des Umschlingungsgetriebes auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also der elektrischen Speicherung von Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Drehmomentübertragungsstrang umsetzbar. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen vorgesehen, welche in Reihe oder parallel geschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind und deren Drehmoment mittels eines Umschlingungsgetriebes gemäß der obigen Beschreibung bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden kann. Ein Anwendungsbeispiel ist ein Hybridantrieb, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine und eine Verbrennungskraftmaschine.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise die Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Umschlingungsgetriebe kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Umschlingungsgetriebes in motorisierten Zweirädern, für welche im Vergleich zu vorbekannten Zweirädern stets gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird. Mit der Hybridisierung der Antriebsstränge verschärft sich diese Problemstellung.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Ein vergleichbares Problem tritt bei den Hybrid-Fahrzeugen auf, bei welchen eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen und Kupplungen in dem Antriebsstrang vorgesehen ist, sodass der verfügbare Bauraum im Vergleich zu einem nicht hybridisierten Kraftfahrzeug verkleinert ist.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein Dämpfersystem in einer Ansicht in Laufrichtung im Underdrive;
- 2: das Dämpfersystem gemäß 1 in einer Ansicht in Laufrichtung im Overdrive;
- 3: die Dämpfervorrichtung gemäß 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht;
- 4: das Dämpfersystem in einem Umschlingungsgetriebe in einer schematischen Ansicht; und
- 5: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einem Umschlingungsgetriebe.
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In 1 ist ein Dämpfersystem 2 in einer Ansicht in Laufrichtung 13 des ersten Trums 7 (hier nicht dargestellt, vergleiche 5) in einem Underdrive-Zustand gezeigt. Die Axialrichtung 12 verläuft darstellungsgemäß horizontal von rechts nach links, die Transversalrichtung 14 verläuft darstellungsgemäß vertikal von unten nach oben und die Laufrichtung 13 zeigt in die Bildebene hinein. Die rein optional aus zwei identischen Schienenhälften 17,18 gebildete Dämpfervorrichtung 1 ist hier auf einer Halteeinrichtung 10, beispielsweise einem Halterohr mit einer Auslasseinrichtung 27 in Laufrichtung 13, schwenkbar gelagert. Die Dämpfervorrichtung 1 und die Halteeinrichtung 10 bilden zusammen das Dämpfersystem 2. Eine von der Halteeinrichtung 10 gebildete Schwenkachse 36 der Dämpfervorrichtung 1 verläuft in der Darstellung parallel zu der Axialrichtung 12. Es sei darauf hingewiesen, dass die Schwenkachse 36 nicht in jedem Betriebszustand mit der Mittelachse des gezeigten Halterohrs der Halteeinrichtung 10 deckungsgleich ist.
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Schematisch sind hier eine ausgangsseitige Losscheibe 37 und eine ausgangsseitige Festscheibe 38 eines ersten (eingangsseitigen) Kegelscheibenpaars 34 eines Umschlingungsgetriebes 4 darstellungsgemäß verdeckend vor dem Dämpfersystem 2 gezeigt. Hier ist die Dämpfervorrichtung 1 mit der ausgangsseitigen Losscheibe 37 in dem Underdrive-Zustand dargestellt. Das heißt, dass ein kleiner (eingangsseitiger) Wirkkreis 39 an dem ersten Kegelscheibenpaar 34 eingestellt ist und ein großer (ausgangsseitiger) Wirkkreis 40 an einem zweiten Kegelscheibenpaar 35 eingestellt ist. Ausführliche Erläuterungen sind dazu mit Bezug auf die Darstellung in 4 zu finden. Um den ausgangsseitigen Wirkkreis 39 zu verkleinern, ist die ausgangsseitige Losscheibe 37 entlang der Axialrichtung 12 auf die ausgangsseitige Festscheibe 38 zu bewegbar. Mittels der beiden Schienenhälften 17,18 ist ein Gleitkanal 41 für ein Umschlingungsmittel 3 (siehe 4) gebildet, wobei der Gleitkanal 41 eine innere Gleitfläche 5 und eine dieser gegenüberliegende äußere Gleitfläche 6 aufweist, zu welchen die Transversalrichtung 14 normal ausgerichtet ist. Die innere Gleitfläche 5 ist mit der äußeren Gleitfläche 6 mittels eines von der ersten Schienenhälfte 17 umfassten ersten Stegs 42 und eines von der zweiten Schienenhälfte 18 umfassten zweiten Stegs 43 verbunden (hier verdeckt, vergleiche 2). Rein optional sind der erste Steg 42 und der zweite Steg 43 mit jeweils einer Axialgleitfläche 44,45 hin zu dem zu dämpfenden Trum 7,8 ausgebildet, sodass das Trum 7,8 in dem Gleitkanal 41 axial geführt ist beziehungsweise die Dämpfervorrichtung 1 bei einem axialen Wandern des Trums 7,8 infolge einer Veränderung der Übersetzung des Umschlingungsgetriebes 4 mitgenommen ist. Rein optional sind die beiden separaten Schienenhälften 17,18 mittels einer Verbindungseinrichtung miteinander axial und in Laufrichtung 13 gesichert (hier nicht dargestellt).
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Hier umfasst nun die Halteeinrichtung 10 einen Lagerabschnitt 26, einen Befestigungsabschnitt 25 und die Auslasseinrichtung 27. Der Lagerabschnitt 26 ist dazu eingerichtet, eine von der Dämpfervorrichtung 1 umfasste Lageraufnahme 9 aufzunehmen und so ein schwenkbares Ausrichten der Gleitflächen 5,6 um die Axialrichtung 12 abhängig von der Ausrichtung des zu dämpfenden Trums 7 zu ermöglichen. Der Befestigungsabschnitt 25 ist rein optional als Flansch einstückig von der Halteeinrichtung 10 gebildet und zum Fixieren der Halteeinrichtung 10 in einem Getriebegehäuse 11 vorgesehen. Die Auslasseinrichtung 27 umfasst in der gezeigten Ausführungsform in Laufrichtung 13 eine erste vordere Öffnung 28, eine zweite vordere Öffnung 29 sowie (hier nicht dargestellt, da auf der abgewandten Seite angeordnet) eine erste hintere Öffnung und eine zweite hintere Öffnung, sodass beispielsweise mittels einer in der Halteeinrichtung 10 angeordneten Zufuhrleitung ein flüssiges Betriebsmittel mittels der Öffnungen 28,29 in das Getriebegehäuse 11 quer zur Axialrichtung 12 verteilbar ist. Zudem sind die Öffnungen 28,29 derart in der Halteeinrichtung 10 angeordnet, dass die Öffnungen 28,29 im Einsatz in einem Umschlingungsgetriebe 4 außerhalb einer axialen Mitte 30 zwischen den maximalen axialen Lagen (der in Axialrichtung 12 wandernden) Dämpfervorrichtung 1 angeordnet ist. Die Lageraufnahme 9 der Dämpfervorrichtung 1 ist darstellungsgemäß unterhalb der inneren Gleitfläche 5 angeordnet und weist eine hier verdeckte vordere Anlagefläche 15 und eine hintere Anlagefläche 16 zum Anliegen an der Halteeinrichtung 10 auf. Die vordere Anlagefläche 15 und die hintere Anlagefläche 16 sind derart positioniert, dass die Anlageflächen 15,16 gegenüberliegend angeordnet sind, sodass also im Betrieb der Lagerabschnitt 26 der Halteeinrichtung 10 umschlossen ist. Die vordere Anlagefläche 15 ist von einem ersten Zapfen 19 und die hintere Anlagefläche 16 ist von einem zweiten Zapfen 20 gebildet, wobei rein optional der erste Zapfen 19 einstückig von der erste Schienenhälfte 17 und der zweite Zapfen 20 von der zweiten Schienenhälfte 18 gebildet ist. Der erste Zapfen 19 und der zweite Zapfen 20 sind in einem vorbestimmten Abstand in Axialrichtung 12 beabstandet. Ausführliche Erläuterungen der Lageraufnahme 9 sind dazu mit Bezug auf die Darstellung in 3 zu finden.
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In dem dargestellten Betriebszustand verdeckt keiner der Zapfen 19,20 eine der Öffnungen 28,29. Rein Optional kann dieser Betriebszustand die kleinste mögliche Übersetzung des Umschlingungsgetriebes 4 darstellen. Soll die Übersetzung vergrößert werden, zum Beispiel um in einen Betriebszustand eines Underdrives zu kommen, wird der eingangsseitiger Wirkkreis 39verkleinert. In diesem Fall bewegt sich die eingangsseitige Losscheibe 37 darstellungsgemäß nach rechts und vergrößert damit ihren Abstand zu der eingangsseitige Festscheibe 38. Dabei wird über das Umschlingungsmittel 3 auch die Dämpfervorrichtung 1 nach rechts bewegt. Der erster Zapfen 19 bewegt sich also von der ersten vorderen Öffnung 28 weg in Richtung der zweiten vorderen Öffnung 29. Bevorzugt ist der Betriebszustand der maximalen Übersetzung so ausgelegt, dass dabei der erste Zapfen 19 die zweite vordere Öffnung 29 nicht erreicht und somit in keinem Betriebszustand verdeckt (vergleiche 2). Auf gleiche Weise sind rein optional der zweite Zapfen 20 und die hinteren Öffnungen zueinander angeordnet.
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In 2 ist das Dämpfersystem 2 gemäß 1 in einer Ansicht mit Blickrichtung in Laufrichtung 13 des ersten Trums 7 (nicht dargestellt, vergleiche 5) in dem der Overdrive-Zustand gezeigt ist. Hier ist durch axiale Beabstandung der ausgangsseitigen Losscheibe 37 und der eingangsseitigen Festscheibe 38 ein kleiner ausgangsseitiger Wirkkreis 39 eingestellt. Weder in diesem Betriebszustand noch in einem (beispielsweise kontinuierlich) zwischen den in 1 und 2 dargestellten Betriebszuständen einstellbaren Betriebszustand, kommt es zu einer Verdeckung der Öffnungen 28,29.
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In 3 ist die Dämpfervorrichtung 1 für ein Dämpfersystem 2 gemäß 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt und es wird insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen.
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Hier sind deutlich der erste Zapfen 19 mit der vorderen Anlagefläche 15 und die (in Laufrichtung 13) gegenüberliegende hintere Anlagefläche 16 des zweiten Zapfens 20 zu sehen, wobei die beiden Zapfen 19,20 axial beabstandet sind. Die vordere Anlagefläche 15 weist in der gezeigten Ausführungsform ein erstes freies Ende 21 mit einem ersten Haken 23 in Laufrichtung 13 auf. Die hintere Anlagefläche 16 weist in der gezeigten Ausführungsform ein zweites freies Ende 22 mit einem zweiten Haken 24 entgegengesetzt der Laufrichtung 13 auf. Rein optional ist von den beiden Haken 23,24 eine Verliersicherung für die Dämpfervorrichtung 1 gebildet, dazu sind die Haken 23,24 rein optional in Laufrichtung 13 überlappend angeordnet.
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In 4 ist das Dämpfersystem 2 (beispielsweise gemäß 1 und 2) in einem Umschlingungsgetriebe 4 in einer schematischen Ansicht gezeigt, wobei ein Trum 7 eines Umschlingungsmittels 3 mittels der Dämpfervorrichtung 1 (wie 3 dargestellt und vorgehend beschrieben) geführt und damit gedämpft ist. Das Umschlingungsgetriebe 4 ist in einem Getriebegehäuse 11 eingehaust, welches den vorhandenen Bauraum beschränkt. Das Umschlingungsmittel 3 verbindet drehmomentübertragend ein erstes Kegelscheibenpaar 34 mit einem zweiten Kegelscheibenpaar 35. An dem ersten Kegelscheibenpaar 34, welches hier beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle 32 um eine eingangsseitige (erste) Rotationsachse 46 rotierbar drehmomentübertragend verbunden ist, liegt durch entsprechende Beabstandung in Axialrichtung 12 (entspricht der Ausrichtung der Rotationsachsen 46,47) ein erster (kleiner) Wirkkreis 39 an, auf welchem des Umschlingungsmittel 3 abläuft. An dem zweiten Kegelscheibenpaar 35, welches hier beispielsweise mit einer Getriebeausgangswelle 33 um eine ausgangsseitige (zweite) Rotationsachse 47 rotierbar drehmomentübertragend verbunden ist, liegt durch entsprechende Beabstandung in Axialrichtung 12 ein zweiter (entsprechend großer) Wirkkreis 40 an, auf welchem das Umschlingungsmittel 3 abläuft. Das (veränderbare) Verhältnis der beiden Wirkkreise 39,40 ergibt das Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle 32 und der Getriebeausgangswelle 33.
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Zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren 34,35 ist das erste (hier geführte) Trum 7 und das zweite Trum 8 in idealer tangentialer Ausrichtung dargestellt, sodass sich die (dargestellte und zum ersten Trum 7 gehörige) parallele Ausrichtung der Laufrichtung 13 einstellt. Die hier dargestellte Transversalrichtung 14 ist senkrecht zu der Laufrichtung 13 und senkrecht zu der Axialrichtung 12 als dritte Raumachse definiert, wobei dies als ein (wirkkreisabhängig) mitbewegtes Koordinatensystem zu verstehen ist. Daher gilt sowohl die dargestellte Laufrichtung 13 als auch die Transversalrichtung 14 nur für die gezeigte (hier als Gleitschiene ausgeführte) Dämpfervorrichtung 1 und das erste Trum 7, und zwar nur bei dem dargestellten eingestellten eingangsseitigen Wirkkreis 39 und korrespondierenden ausgangsseitigen Wirkkreis 40. Die als Gleitschiene ausgeführte Dämpfervorrichtung 1 liegt mit ihrer äußeren Gleitfläche 6 und ihrer antagonistisch ausgerichteten inneren Gleitfläche 5 an dem ersten Trum 7 des Umschlingungsmittels 3 derart an, dass ein dämpfender Gleitkanal 41 für das erste Trum 7 gebildet ist. Damit die Gleitflächen 5,6 der veränderlichen tangentialen Ausrichtung, also der Laufrichtung 13, beim Verändern der Wirkkreise 39,40 folgen können, ist die Lageraufnahme 9 auf der Halteeinrichtung 10 mit einer Schwenkachse 36 gelagert. Dadurch ist die Dämpfervorrichtung 1 um die Schwenkachse 36 verschwenkbar gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel setzt die Schwenkbewegung sich aus einer Überlagerung einer reinen Winkelbewegung und einer transversalen Bewegung zusammen, sodass sich abweichend von einer Bewegung entlang einer Kreisbahn eine Bewegung entlang einer ovalen (steileren) Kurvenbahn einstellt.
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Bei der beispielhaft gezeigten Umlaufrichtung 48 und bei Drehmomenteingang über die Getriebeeingangswelle 32 bildet die Dämpfervorrichtung 1 in der Darstellung links den Einlauf und rechts den Auslauf aus. Das zu führende Trum 7 bildet bei einer Ausführung als Zugmitteltrieb dann das Lasttrum 7 als Zugtrum und das andere Trum 8 das Leertrum 8. Bei einer Ausführung des Umschlingungsmittels 3 als Schubgliederband ist unter ansonsten gleichen Bedingungen entweder das zu führende Trum 7 als Leertrum 8 mittels der Dämpfervorrichtung 1 geführt oder das zu führende Trum 7 ist als Lasttrum 7 ausgeführt und:
- - die Umlaufrichtung 48 und die Laufrichtung 13 sind bei Drehmomenteingang über das erste Kegelscheibenpaar 34 umgekehrt; oder
- - die Getriebeausgangswelle 33 und die Getriebeeingangswelle 32 sind vertauscht, sodass das zweite Kegelscheibenpaar 35 den Drehmomenteingang bildet.
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In 5 ist ein Antriebsstrang 31 in einem Kraftfahrzeug 49 mit einem Umschlingungsgetriebe 4 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 49 weist eine Längsachse 50 und eine Motorachse 51 auf, wobei die Motorachse 51 vor der Fahrerkabine 52 angeordnet ist. Der Antriebsstrang 31 umfasst eine erste Antriebsmaschine 53, welche vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine 53 ausgeführt ist, und über eine dann beispielsweise Verbrennerwelle 54 eingangsseitig mit dem Umschlingungsgetriebe 4 drehmomentübertragend verbunden ist. Eine zweite Antriebsmaschine 55, welche vorzugsweise als elektrische Antriebsmaschine 55 ausgeführt ist, ist ebenfalls über eine dann beispielsweise Rotorwelle 56 mit dem Umschlingungsgetriebe 4 drehmomentübertragend verbunden. Mittels der Antriebsmaschinen 53,55 beziehungsweise über deren Maschinenwellen 54,56 wird gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten ein Drehmoment für den Antriebsstrang 31 abgegeben. Es ist aber auch ein Drehmoment aufnehmbar, beispielsweise mittels der Verbrennungskraftmaschine 53 zum Motorbremsen und/oder mittels der elektrischen Antriebsmaschine 55 zur Rekuperation von Bremsenergie. Ausgangsseitig ist das Umschlingungsgetriebe 4 mit einem rein schematisch dargestellten Abtrieb verbunden, sodass hier ein linkes Vortriebsrad 57 und ein rechtes Vortriebsrad 58 mit einem Drehmoment von den Antriebsmaschinen 53,55 mit veränderbarer Übersetzung versorgbar sind.
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Mit der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung ist eine zuverlässige Beölung eines Umschlingungsgetriebes bei gleichzeitig guten Dämpfungseigenschaften gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfervorrichtung
- 2
- Dämpfersystem
- 3
- Umschlingungsmittel
- 4
- Umschlingungsgetriebe
- 5
- innere Gleitfläche
- 6
- äußere Gleitfläche
- 7
- erstes Trum
- 8
- zweites Trum
- 9
- Lageraufnahme
- 10
- Halteeinrichtung
- 11
- Getriebegehäuse
- 12
- Axialrichtung
- 13
- Laufrichtung
- 14
- Transversalrichtung
- 15
- vordere Anlagefläche
- 16
- hintere Anlagefläche
- 17
- erste Schienenhälfte
- 18
- zweite Schienenhälfte
- 19
- erster Zapfen
- 20
- zweiter Zapfen
- 21
- erstes freies Ende
- 22
- zweites freies Ende
- 23
- erster Haken
- 24
- zweiter Haken
- 25
- Befestigungsabschnitt
- 26
- Lagerabschnitt
- 27
- Auslasseinrichtung
- 28
- erste vordere Öffnung
- 29
- zweite vordere Öffnung
- 30
- axiale Mitte
- 31
- Antriebsstrang
- 32
- Getriebeeingangswelle
- 33
- Getriebeausgangswelle
- 34
- erstes Kegelscheibenpaar
- 35
- zweites Kegelscheibenpaar
- 36
- Schwenkachse
- 37
- ausgangsseitige Losscheibe
- 38
- ausgangsseitige Festscheibe
- 39
- eingangsseitiger Wirkkreis
- 40
- ausgangsseitiger Wirkkreis
- 41
- Gleitkanal
- 42
- erster Steg
- 43
- zweiter Steg
- 44
- erste Axialgleitfläche
- 45
- zweite Axialgleitfläche
- 46
- eingangsseitige Rotationsachse
- 47
- ausgangsseitige Rotationsachse
- 48
- Umlaufrichtung
- 49
- Kraftfahrzeug
- 50
- Längsachse
- 51
- Motorachse
- 52
- Fahrerkabine
- 53
- Verbrennungskraftmaschine
- 54
- Verbrennerwelle
- 55
- elektrische Antriebsmaschine
- 56
- Rotorwelle
- 57
- linkes Vortriebsrad
- 58
- rechtes Vortriebsrad
